深入理解Android卷一笔记

一、JNI调用流程分析

1.Java层

示例代码：

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public class MediaScanner {
	static {
		System.loadLibrary("media_jni");
		native_init();
	}
	
	private static native void native_init();
}
  • 加载对应的JNI库。
  • 声明native函数。

2.JNI层

示例代码：

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//cpp
static void android_media_MediaScanner_native_init(JNIEnv *env) {
	...
}

那么Java层调用native函数，系统是如何找到JNI层的对应函数的呢？

一、静态注册

流程：

  • 编写java层native函数声明，并javac编译为class文件。
  • 使用javah -o output packagename.classname生成.h头文件。
  • JNI层cpp或者c文件实现该头文件。

当Java层第一次调用该native方法时，jvm会从对应库找对应的头文件。如果找到，保存这个函数指针供下次调用；如果没找到就抛异常。

弊端：

  • 修改Java层的native方式后需要重新生成头文件，因为函数签名可能改变了。
  • 初次调用native函数才会去建立关联，有懒加载特性，有利有弊。

二、动态注册

JNI中有一个数据结构专门来记录这种一一对应关系的。

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typedef struct {
	const char* signature;
	void* fnPtr;
} JNINativeMethod;

AndroidRunTime.cpp提供了registerNativeMethods方法来注册；其中又通过JNIHelp.c的jniRegisterNativeMethods。

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jclass clazz = (*env) -> FindClass(env, className);
(*env) -> RegisterNatives(env, clazz, gMethods, numMethods);
  • 1.当Java层通过System.loadLibrary加载so库时，会先找是否有JNI_OnLoad函数，如果有就调用它；
  • 2.动态注册调用一般写在这个函数里。

提示：
Android提供了JNIHelp.h这个文件，它内部包含了jni.h，所以我们编写jni时可以直接引入JNIHelp.h。

4.什么是JNIEnv？

JNIEnv是一个与线程相关的代表JNI环境的结构体。我们经常通过它来从native层回调java层函数，但由于它是线程相关的，所以我们不能在B线程调用A线程的JNIEnv。

5.什么是JavaVM？

JavaVM顾名思义，就是一个java虚拟机变量，可以比作进程。不管有多少个线程，单进程就单独一个JavaVM。在JNI_OnLoad函数可以获得JavaVM。

  • 调用JavaVM->AttachCurrentThread可以获得当前线程的JNIEnv，这样可以在子线程回调java层函数。
  • 在线程结束时，调用JavaVM->DetachCurrentThread来释放相关资源。

6.什么是jfieldID和jmethodID？

1.获取：

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//JNIEnv方法
jfieldID GetFieldID (jclass clazz, const char* name, const char* sig);
jmethodID GetMethodID (jclass clazz, const char* name, const char* sig);

建议在初始化的时候获取并保存下来，提高下一次调用的运行效率。

2.使用：

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//JNIEnv方法
NativeType Call<type>Method (jobject jobj, jmethodID methodID, ...);
NativeType CallStatic<type>Method (jmethodID methodID, ...);
NativeType Get<type>Field (jobject jobj, jfieldID fieldID);
void Set<type>Field (jobject jobj, jfieldID fieldID, NativeType value);

7.jstring

1.java层String与native层string的转换关系：
jstring

2.释放资源：

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//JNIEnv方法
void ReleaseStringChars(jstring str, char* chs);
void ReleaseStringUTFChars(jstring str, char* chs);

转换字符串和释放资源方法应该是成对出现的。

8.JNI类型签名

命令：javap -s -p xxx.class

意义：

  • -s 表示输出内部数据类型的签名信息。
  • -p 表示打印所有函数和成员的签名信息。默认只打印public级别。

9.引用

类型：

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1.Local Reference 本地变量
2.Global Reference 全局变量（强印用）
3.Weak Global Reference 弱全局变量

使用：

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//JNIEnv方法
NewGlobalRef(NativeType ref);
NewWeakGlobalRef(NativeType ref);
DeleteLoaclRef(NativeType ref);
DeleteGlobalRef(NativeType ref);
DeleteWeakGlobalRef(NativeType ref);

有时候我们可能创建太多LocalReference，这样内存占用可观，可以在方法结束调用前，提前手动回收LocalReference。

10.异常

JNI层可以截获和修改异常。

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//JNIEnv方法
ExceptionOccured 判断是否发生异常
ExceptionClear 清空当前JNI发生的异常
ThrowNew 向java层抛异常